전기차, 게임 체인저 없인 대중화 없다

‘매년 세 자릿수 이상의 성장률을 기록하던 전기차 시장이 정체기에 접어들면서 성장통을 의미하는 '캐즘(Chasm)'에 빠졌다는 진단이 나온다. 아직은 사용성과 가격 측면에서 내연차를 대체할 경쟁력을 갖추지 못한 점이 원인으로 꼽힌다. 지디넷코리아가 전기차와 배터리 업계가 전기차 대중화를 이루기 위해 어떤 대응 전략을 준비하는지 살펴보고자 한다. [편집자주]

전기차가 시장의 주류인 내연기관 자동차를 대신해 대중적인 폭발력을 발휘하기 위해서는 현 성능 한계 극복이 절대적이다. 핵심은 결국 배터리다. 합리적인 가격대라는 조건, 그리고 획기적 용량과 안정성을 갖춘 배터리가 보급돼야 전기차 구매를 고려하는 소비자가 늘어날 수 밖에 없다. 충전 인프라 확충은 물론이다.

전기차 확산이 어차피 가야할 길이라는 낙관론은 내연차 대비 친환경적이기 때문이다. 각국 정부는 인류가 직면한 기후 위기에 대응해 탄소 발생을 줄이고 보다 생산적이고 안전한 모빌리티 질서를 만들어야 한다. 그러기 위해서는 전동화 전환을 독려하고 시장을 연착륙 시켜야 한다. 전기차가 우수한 성능을 갖추면서도 합리적인 가격에 공급되고, 강력한 경제 사회적 지원 정책이 전기차 ‘캐즘’을 해소할 핵심 동력이 될 전망이다.

■ LFP가 세운 '가성비' 기준 맞추거나 성능으로 압도하거나

현재 시장에서 각광을 받는 리튬인산철(LFP) 배터리의 경우 전기차 주행 거리가 300~400km 수준으로 평가된다. NCM(니켈·코발트·망간) 배터리가 500km 이상의 주행 거리를 지원하는 데 반해 장거리 주행이 어렵다. 저온 환경에서는 주행 거리가 더 짧아진다. 고온 환경에선 NCM 배터리보다 저항이 우수하지만, 영하 20도 밑으로 기온이 하락하면 일반적으로 주행 거리가 50~70%로 줄어든다.

LFP 배터리로 가격의 허들은 해결하더라도, 장거리 주행이 필요하거나, 혹한기가 있는 지역에서는 전기차 사용에 한계가 있다. 기술과 경제성 문제로 재활용이 어렵다는 점도 거론된다. 배터리 업계는 이런 성능 한계를 극복하기 위해 다양한 신제품 개발에 집중하고 있다.

여러 대안 중 하나인 미드니켈 배터리는 니켈이 40~60% 함유된 배터리다. 국내 배터리사의 주력 제품인 하이니켈 배터리의 에너지 밀도가 더 높지만, 가격이 비싸 최근 원가 절감에 주력하는 전기차 업체들의 수요와 맞지 않다. 이에 중저가의 고성능 미드니켈 배터리를 개발해 에너지 밀도, 열 안전성, 재활용 가능성 등 LFP·NCM 배터리 양측의 단점을 충족한다는 구상이다.

LG에너지솔루션은 이런 전략 하에 고전압 미드니켈 배터티를 내년께 본격 양산할 계획이다. 기존 하이니켈 배터리보다 10% 싸면서도 에너지 밀도는 700와트시리터(Wh/L)로 크게 뒤지지 않도록 개발하는 것이 목표다.

나트륨이온 배터리도 중저가 배터리 대안으로 떠오르고 있다. 나트륨은 상대적으로 저렴하고, 에너지 밀도는 낮지만 안정성과 저온 환경에서의 성능 유지에 강점을 보인다.

시장조사업체 SNE리서치에 따르면 오는 2035년엔 LFP 배터리보다 나트륨이온 배터리가 최대 24%까지 저렴하게 생산될 것으로 전망했다. 중국에선 이미 나트륨이온 배터리를 탑재한 전기차가 출시되기도 했다.

LFP를 비롯한 리튬이온 배터리보다 우월한 성능을 낼 것으로 기대되는 전고체 배터리도 게임체인저로 주목받는다. 고체 전해질을 사용하는 구조 상 안전성이 뛰어나고 에너지 밀도가 높을 뿐만 아니라 충전 속도도 급격히 높일 수 있다. 다만 상대적으로 기술 진척이 더디고, 우수한 성능을 감안하더라도 시장에서 수용 가능한 가격대를 형성할 수 있을지가 관건이다.

국내 배터리셀사 중에선 삼성SDI가 전고체 배터리 파일럿 라인을 가동해 샘플 생산을 시작했고, 사업 전담 팀을 신설하는 등 집중 투자하고 있다. 오는 2027년 상용화를 목표로 하고 있는데, LG에너지솔루션과 SK온도 전고체 배터리 관련 투자를 진행 중이다.

■보조금 정책 지속 강화로 수요 확대해야…성능 좋고 저렴한 전기차 유도

아직까진 내연차 대비 전기차의 성능 한계가 뚜렷한 상황이다. 이런 상황 속에서 전기차 구매가 확산되려면 비용 측면에서 이점이 제공돼야 한다. 이를 위해선 전기차 보급을 지원할 보조금 제도가 동반돼야 한다.

각 국은 이 때문에 보조금을 강화해 기업이 소비자가 구매할 만한 가격대의 전기차를 만들어 내도록 유도하고 있다. 전기차가 얼리어답터의 영역에서 다수의 소비자 시장으로 넘어갈 수 있도록 보조금이 강화되는 추세다.

업계에 따르면 전기차 전환이 유럽 국가 중에서 느린 편인 이탈리아는 연소득이 3만유로(4천336만원) 미만인 시민이 20년된 노후화 차량을 전기차 모델로 바꾸도록 유도하고자 최대 1만3천750유로(1천987만원) 상당의 보조금을 지급하는 규정을 논의하고 있다.

이탈리아가 이 같은 정책 수정에 나선 것은 폭발적으로 전기차의 판매 수요가 올라간 이후 둔화하는 조짐이 들자, 폭스바겐, 아우디, 메르세데스-벤츠 등 주요 자동차 기업들이 전기차 출시 계획을 늦추고 있기 때문으로 풀이된다.

업계 한 관계자는 "전기차가 더 저렴해지지 못한다면 각국이 내세운 전기차 판매 목표를 달성할 가능성이 점점 더 적어질 것"이라고 진단했다.

전기차 주요 시장인 미국도 전기차 보조금과 업계 할인 경쟁이 화두가 될 전망이다. 콕스오토모티브는 올해 전기차 시장을 "더 많은 모델, 더 많은 인센티브, 더 많은 할인"이 주요 쟁점이 될 것으로 진단하고 있다.

자동차 기업이 저렴한 전기차를 내놓도록 보조금 제도를 설계하는 노력도 나타나고 있다. 올해 우리나라 보조금 제도도 이같은 평가를 받고 있다. 환경부가 최근 발표한 전기차 국고 보조금은 5천500만원 차량에 최대 650만원을 지급한다. 여기에 판매사가 자체적으로 가격을 할인하면 환경부가 인센티브로 최대 100만원을 추가 지급한다.